Tonerde und Kieselsäure im Vergleich bei den Reaktionen kalkreicher Schlacken mit Eisenschmelzen im Graphittiegel

Zum Schrifttum über das Verhalten der Tonerde im Vergleich zur Kieselsäure in Hochofenschlacken. Der Vorteil, die Reaktionen sogleich in den Vielstoffsystemen zu verfolgen. Die heftigen Gasausbrüche bei den Reaktionen zwischen siliziumarmen (<0,05 % Si), aber schwefelreichen (1 % S) Eisenschmelzen und CaO(50 %)-Al₂O₃-Schlacken im Graphittiegel bei 1550°C. Die eigenartige Benetzung des Graphits durch diese Schlacken. Das schlagartige Beruhigen des Überkochens und Schäumens der CaO(50 %)-Al₂O₃-Schlacken bei Zusatz des Reduktionsmittels Silizium zur Eisenschmelze. Das Verhalten von CaO(50 %)-Al₂O₃-SiO₂-Schlacken gegenüber Eisenschmelzen und Graphit bei der Entschwefelung, der Rückschwefelung, der Eisen- und Manganverschlackung und der Kieselsäurereduktion. Die Verknüpfung der Gehalte der flüssigen Phasen über die Querreaktionen. Nickelschmelzen an Stelle der Eisenschmelzen. Die Reaktionen von CaO(50 %)-CaF₂-Schlacken mit Eisenschmelzen im Graphittiegel. Die so verschiedene Wirkung von Kieselsäurezusätzen gegenüber Tonerdezusätzen zu diesen Schlacken. Die Reduktion der Tonerde. Hinweise auf die Nitrid- und Karbidbildung in solchen Schlacken.     

Zur Wirkung von Magnesiumoxyd und Tonerde in flüssigen Hochofenschlacken

Die Basizität flüssiger Hochofenschlacken. Die Verknüpfung der Gehalte der Eisenschmelzen und der Schlacken trotz des dauernden Fortschreitens der Reaktionen des Kohlenstoffs bei 1550 °C. Zusatz von Magnesiumoxyd zu CaO-Al₂O₃-SiO₂-Schlacken mit 0 bzw. 5 bzw. 10 bzw. 20 bzw. 30% Al₂O₃ bis zu den Mengenverhältnissen (MgO)/(CaO) = 0,36 bzw. 0,72. Die Kieselsäuregehalte der Schlacken als zweckmäßige Veränderliche zur bildlichen Darstellung der Kennzahlen der Querreaktionen.     

Zum Einfluß der Temperatur auf die Reaktionen zwischen Eisenschmelzen,Hochofenschlacken und elementarem Kohlenstoff

Die Wirkung des Kohlenstoffs als Reduktionsmittel auf die Schlacke CaO (40%)–MgO (10%)–SiO₂ (40%)–Al₂O₃ (10%) und Eisenschmelzen mit anfangs 1,5 bzw. 2,7% S bei 1450, 1550 und 1650 °C im Verlauf von 6 h. Vorgabe der Wirkung des Kohlenstoffs durch Siliziumzusatz zur Eisenschmelze und entsprechenden Kieselsäureabzug von der Schlacke bei nur 0,5 h Reaktionsdauer.     

Elektrochemische Aufzeichnung des Entkohlungsablaufs von Eisenschmelzen

Kontinuierliche Aufzeichnung des Entkohlungsablaufs von Eisenschmelzen mit Festelektrolytzellen bei 1400, 1500 und 1600 °C und Kohlenstoffgehalten zwischen 0,01 und 5 Gew.-%. Gleichzeitige EMK- und Temperaturmessung mit fest eingebauten Zellen der Form PtRh-Luft || Festelektrolyt || Fe-C-Schmelze, Fe_fest im Boden eines Mittelfrequenz-Induktionsofens. CaO-stabilisiertes Zirkonoxid und Mullit mit SiO₂-Überschuß als Festelektrolyte. Zusammenhänge zwischen der EMK der Zellen und den Sauerstoff- und Kohlenstoffgehalten der Schmelzen. Elektrochemische Bestimmung des Wirkungsparameters e^C_O. Angabe der Sauerstoffpartialdrücke kohlenstoffhaltiger Eisenschmelzen bei 1600 °C. Die Genauigkeit der EMK-Messung in kohlenstoffhaltigen Eisenschmelzen bei 1600 °C und ihre Beeinflussung durch geringe Phosphorgehalte.     

Elektrolytische Desoxidation von Eisenschmelzen

Übersichtsbericht zur elektrolytischen Desoxidation von Eisenschmelzen mit Hilfe von Festelektrolytzellen aus dotiertem ZrO₂ oder ThO₂. Laborversuche zur elektrolytischen Desoxidation von Eisenschmelzen bei Gehalten an gelöstem Sauerstoff zwischen 0,050 und 0,00002%. Einfluß der Stromstärke, des Rührens der Schmelze, der Reoxidation der Schmelze über die Gasphase und die Auflösung feuerfester Oxide sowie der Elektronenteilleitfähigkeit der Festelektrolyte auf die Desoxidationsgeschwindigkeit und die erzielbaren Endsauerstoffgehalte der Eisenschmelzen.     

Einfluß von Silicium und Aluminium auf die Kohlenstoff- und Stickstoffaufnahme durch CaO-CaF2-Al2O3-Schmelzen

Gegenwart einer silicium- und aluminiumarmen Eisenschmelze fördert nicht die Aufnahme von Kohlenstoff und Stickstoff durch CaO–CaF₂–Al₂O₃-Schltacken im Graphittiegel bei 1550°C. Mitwirkung des im Eisen vorgegebenen Siliciums. Längere Versuchsdauer und verstärktes Stickstoffangebot. Verhalten des Aluminiums der Eisenschmelzen im Vergleich zum Silicium. Verstärkte Zyanidbildung in den Schlacken erst nach weitgehendem Verbrauch des zugesetzten Aluminiums. Querreaktionen zwischen Aluminium und Silicium.     

Reduktion chromoxidhaltiger Silikate durch siliziumhaltige Eisenschmelzen im Graphittiegel

Besonderheiten der Reduktion chromoxidreicher Silikate durch das Silizium der Eisenschmelzen und den Graphit des Tiegels bei 1400 und 1550°C. Schwefelarme Silikate und solche mit (S) = 1,6%. Silizium als starkes Reduktionsmittel. Hemmung der Chromoxydation bei steigenden Siliziumgehalten der kohlenstoffreichen Eisen-Chrom-Schmelzen. Einfluβ des Basengrades der Silikate. Eisenschmelzen mit geringen Chromgehalten. Ausschlaggebende Bedeutung der kleinen Chromgehalte der Silikate. Silikate mit anfangs 0,5 oder 1% B₂O₃ und 2% TiO₂. Ansprechen der kleinen Gehalte von Bor und Titan in den Eisenschmelzen auf die reduzierenden Bedingungen. Eisen-Chrom-Schmelzen mit 9% Ni unter Silikaten verschiedenen Basengrades mit (S) = 0,5 oder 2%. Die Stickstoffaufnahme der Metallschmelzen und der Silikate unter den verschiedenen Bedingungen.     

Entsphosphorung von kohlenstoffhaltigen Eisenschmelzen mit Calciumcarbid und Calciumcarbid-Calciumfluorid-Schlacken

Für die bei einer Entphosphorung von Eisenschmelzen mit CaC₂ auftretenden Sättigungszustände des Zustandsdiagramms Fe—C—Ca—P wurden in der Eisenecke mit den für Eisenschmelzen interessierenden technischen Gehalten an P und C folgende sättigende Phasen ermittelt zu: Calcium, Calciumcarbid, Calciumphosphid, Calciumcarbophosphid und Graphit. Aufgrund der gefundenen Versuchsergebnisse führen die geringen P-Gehalte im Bereich der Calcium- und der Calciumcarbidsättigung zunächst zu erhöhten Ca-Werten, ehe im Bereich der Calciumphosphid- und Calciumcarbophosphidsättigung die P-Werte mit steigenden Ca-Gehalten durch ihre Verknüpfung über das Löslichkeitsprodukt abnehmen. Bei der Behandlung von P-haltigen Eisen-Kohlenstoff-Schmelzen mit CaC₂—CaF₂-Schlacken wird die Entphosphorung ebenfalls über in Lösung gegangenes Ca und die Bildung von Calciumphosphid geregelt. Die Entphosphorung ist stark abhängig vom C-Gehalt im Eisen und zeigt nach den eigenen Ergebnissen ein Maximum bei ca. 0,85 Gew.-% C. Jedoch wird durch das verstärkte Auftreten des Calciumcarbophosphids bei höheren Kohlenstoffgehalten auch bei Graphitsättigung der Eisenschmelze noch ein deutlicher P-Abbau bei steigenden Ca-Gehalten gewährleistet. Insgesamt führt die Entphosphorungsbehandlung mit CaC₂—CaF₂-Schlakken zu Abbauergebnissen, die einer Verschiebung der im reinen System Fe—C—Ca—P gefundenen Sättigungszustände zu um den Faktor 2 niedrigeren Werten gleichkommen.     

Einfluß des Schwefels auf die Reduktion der Kieselsäure aus Ca-Mg-Al-Silikaten bei Gegenwart von Eisenschmelzen im Graphittiegel

Bedeutung der Kieselsäurereduktion bei kleiner Schlackenmenge im Hochofen. Umlauf von Schwefel und Silizium im Hochofen über die Gasphase infolge des Auftretens gasförmiger Siliziumsulfide. Unterschied des Ablaufes der Reaktionen zwischen anfangs schwefelreichen und schwefelarmen Eisenschmelzen mit den gleichen CaO-SiO₂-Schlacken im Graphittiegel über Reaktionszeiten bis zu 6 h bei 1550 °C. Einfluß des zunehmenden Basengrades der CaO-SiO₂-Schlacken durch die Kieselsäurereduktion auf ihr Fließverhalten und die Vorgänge nach der Erstarrung. Wirkung von zugesetztem Kalziumsulfid auf die Reduktion der Kieselsäure aus CaO-SiO₂-, CaO-Al₂O₃(10%)-SiO₂-und CaO-MgO(10%)-Al₂O₃(10%)-SiO₂-Schlacken verschiedenen Basengrades. Vorteil kleiner Eisenmengen bei solchen Versuchen.     

Das Aluminium als Reduktionsmittel bei den Reaktionen zwischen. Eisenschmelzen und Hochofenschlacken im Graphittiegel

Das Schrifttum über den Einfluß des Aluminiums im flüssigen Roheisen auf den Schwefelaustausch mit Kalk-Kieselsäure-Tonerde-Schlacken und die Bedenken dagegen. Die Wirkung gleicher Anfangsaluminiumgehalte der Eisenschmelzen bei Schlacken steigender Basizität. Die Bildung von Aluminiumsulfid. Steigende Aluminiumgehalte bei anfangs gleicher Schlacke. Versuche zum Ablauf der Reaktionen. Die Aussagen der Stoffbilanzen. Die Beziehungen zwischen den Endgehalten der Eisenschmelzen und der Schlacken.     

Die Wirkung von Magnesiumoxyd und Tonerde in flüssigen Hochofenschlacken

Die Ungleichgewichte der Reaktionen des Kohlenstoffs beim Schmelzen kleiner Mengen von Roheisen und Hochofenschlacken im Graphittiegel. Die enge Verknüpfung der Gehalte der Eisenschmelzen und der Schlacke trotz des Ungleichgewichtes der Reaktionen des Kohlenstoffs. Zur Frage der Wiederholbarkeit der Ergebnisse bei Zusatz von MgO und Al₂O₃ zu CaO-SiO₂-Schlacken auch beiErsetzen von CaO und SiO₂ durch MgO und Al₂O₃. Eine zahlenmäßige Übersicht über die sich einstellenden Gehalte (Fe), (Mn) und [S] bei [Si] = 1%, [Mn] = 1% sowie (S) = 1% für CaO-MgO(≦30%)-Al₂O₃(≦30%)-SiO₂-Schlacken bei 1550°C.     

Beitrag zur Thermodynamik der Kieselsäurereduktion

Beschreibung von Laboratoriumsversuchen zur Reduktion flüssiger Schlacken des Systems CaO–MgO–SiO₂–Al₂O₃ mit Gehalten von 28,5 bis 38,5% SiO₂ im Graphittiegel in Gegenwart von kohlenstoffgesättigtem Eisen bei 1600 °C. Ermittlung der Gleichgewichtsverteilungskonstante des Siliciums zwischen kohlenstoffgesättigten Eisenschmelzen und kieselsäurehaltigen Schlacken bei unbewegter Schmelze. Aussagen über die Aktivität der Kieselsäure in der Schlacke des Systems CaO–MgO–SiO₂–Al₂O₃.     

Der Stickstoff der Gasphasen bei den Reaktionen zwischen Eisenschmelzen und Silikatschlacken im Graphittiegel

Hinzutreten des Stickstoffs des Luftgases zu Eisenschmelze und Schlacke im Graphittiegel trotz des Entstehens von Kohlenmonoxyd aus den Reaktionen des Kohlenstoffs. Verschiedene Orte der Reaktionen, zwei Gasphasen. Analytische Bestimmung verschiedener Verbindungen des Stickstoffs in den erstarrten Schlacken. Stickstoffaufnahme durch Eisenschmelzen und CaO-Al₂O₃(10%)-SiO₂- sowie CaO-Al₂O₃(10%)-MgO(10%)-SiO₂-Schlacken verschiedener Basizität bei 1550 °C in 1 h. Einfluß des Mengenverhältnisses von Eisenschmelze und Schlacke auf die Stickstoffaufnahme beider. Wirkung von Flußspatzusätzen, 5% CaF₂, auf die Reaktionen des Stickstoffs bei 0,5 und 2 h Reaktionszeit. Verhalten des Stickstoffs bei und nach dem Speichern der Reduktionswirkung des Kohlenstoffs durch die Schlacke. Nitride und Zyanide als Reduktionsmittel, ein Problem der Kinetik der Bildung von Gasphasen aus Flüssigkeiten. Wirkung des Zusatzes von Eisenoxyden zu stickstoffhaltigen Schlacken.     

Untersuchungen zum Schwefeltransport zwischen flüssigem kohlenstoffgesättigtem Eisen und basischen Schlacken während der Verschlackung sauerstoffaffiner Zusatzelemente,insbesondere des Siliziums

Gravimetrische Untersuchungen mit Hilfe einer Thermowaage zum Schwefeltransport zwischen siliziumhaltigen, kohlenstoffgesättigten Eisenschmelzen und CoO-Al₂O₃-Schlacken bei 1490 und 1550°C unter oxydierenden Bedingungen. Vergleich der Ergebnisse mit bereits vorliegenden volumetrischen Untersuchungen. Erörterung der Versuchsergebnisse mit Hilfe der Ionentheorie der Schlacke. Einfluß von Mangan, Silizium, Titan und Kohlenstoff auf den Anteil des Schwefeltransportes bei oxydierenden Bedingungen.     

Chromreiche Eisenschmelzen und Hochofenschlacken im Graphittiegel

Erörterung der zahlenmäßigen Grundlagen des älteren Schrifttums über das Verhalten des Chroms auch in Hinblick auf die Sulfide. Die Ergebnisse des neueren Schrifttums über die Chromverteilung zwischen kohlenstoffgesättigten Eisenschmelzen und schwefelfreien Silikatschlacken. Technische Erfahrung und Laboratoriumsversuch. Verhalten von Mangan, Silizium, Schwefel und Chrom in chromreichen Eisenschmelzen gegenüber CaO-MgO(10%)-Al₂O₃ (10%)-SiO₂-Schlacken verschiedener Basizität unter verschieden stark oxydierenden Bedingungen. Gesetzmäßigkeiten zwischen den Endgehalten beider Schichten. Zahlenwerte zum Verhalten des Stickstoffs.     

Kohlenstoff- und Stickstoffaufnahme durch hoch kalkbasische Schlacken bei Gegenwart von Eisenschmelzen im Graphittiegel

Reichweite der reduzierenden Wirkung des elementaren Kohlenstoffs auf CaO-CaF₂-SiO₂- sowie CaO-CaF₂-Al₂O₃-Schlacken in Gegenwart von Eisenschmelzen. Zusammenhang zwischen entschwefelnder Wirkung, Manganverteilung, sowie Kohlenstoff- und Stickstoffaufnahme durch solche Schlacken. Sehr verschiedene Wirkung von Kieselsäure und Tonerde. Reduktion der Kieselsäure und der Tonerde aus diesen Schlacken durch den Kohlenstoff. Verschiedene Arten des Auftretens des Stickstoffs in den Schlackenproben je nach Zusammensetzung und Reduktionsgrad. Auflösung des Kohlenstoffs in den Schlacken und Beziehungen zum Sättigungsgrad der Eisenschmelzen an Kohlenstoff. Verhalten des Kohlenstoffinhaltes der erstarrten Schlackenproben gegenüber wässerigen Lösungen. Erste Vorstellungen über Ort und Reihenfolge der Reaktionen bei der Kohlenstoff- und Stickstoffaufnahme durch die Schlacken. Zugesetztes Silizium als Reduktionsmittel bei der Kohlenstoff- und Stickstoffaufnahme durch CaO-A₂O₃-CaF₂-Schlacken. Hinweise auf die bei hochbasischen Schlacken überraschend starke, in Hochofenschlacken demgegenüber verschwindend geringe Bildung von Zyaniden.     

Die Aufkohlung von Eisenschmelzen im Graphittiegel,ein weiteres Beispiel von Besonderheiten metallurgischer Reaktionen

Besonderheiten der Reaktionen der Entkohlung von Stahlschmelzen, beim Schmelzen von Roheisen und Hochofenschlacken im Graphittiegel, bei der Entphosphorung hochkohlenstoffhaltiger Eisenschmelzen mit Soda, bei der Oxydation des Siliziums aus Eisenschmelzen. Versuchsergebnisse über den Einfluß von Eisensulfid auf die Aufkohlung von Eisenschmelzen im Graphittiegel. Die Bedeutung des Reaktionsweges. Die Mischungslücke im System Fe–C–S bei 1550 °C, im Graphittiegel verfolgt. Die Wirkung von mangansulfidreichen Schlacken bei Temperaturen bis über 1640 °C.     

Reaktionen hochlegierter Eisen-Chrom-Schmelzen mit kieselsäurehaltigen feuerfesten Stoffen

Laboratoriumsmäßige Untersuchung der Reduktion von reiner Kieselsäure, Schamottestein A III und Mullitstein in Eisenschmelzen mit Massengehalten an Chrom bis 15% und an Aluminium von 0,5% im Temperaturbereich von 1550 bis 1680 °C bei Drehgeschwindigkeiten der zylindrischen Probekörper von 0 bis 570 U/min. Ermittlung des Zeitgesetzes der Reduktion reiner Kieselsäure in hochlegierten Eisen-Chrom-Schmelzen. Vergleich mit dem Verhalten gegenüber Eisen-Mangan-Schmelzen. Untersuchung des Einflusses von Aluminium auf die Reaktion des Chroms mit Kieselsäure. Angaben über die Reaktionsprodukte von Schamottestein A III in Eisen-Chrom-Schmelzen und den zeitlichen Ablauf der Reaktionen. Erörterung des Reaktionsablaufs bei Mullitstein.     

Keramische und elektrolytische Eigenschaften von Zirkonsilicat ZrSiO4 bei Temperaturen um 1600 °C

Überprüfung von Zirkonsilicat ZrSiO₄ im Hinblick auf seine Eignung als Festelektrolyt zur Messung der Sauerstoffaktivität in Metallschmelzen. Angaben über Zustandsbereich sowie Kristallstruktur, thermische Ausdehnung, Wärmeleitfähigkeit und mechanische Eigenschaften. Untersuchung des Sinterverhaltens, der Gefügeausbildung und der Temperaturwechselbeständigkeit. Messungen der elektrischen Leitfähigkeit von ZrSiO₄ sowie der EMK an Sauerstoffkonzentrationszellen mit ZrSiO₄ als Festelektrolyt in Eisenschmelzen. Nachweis einer überwiegenden lonenleitung bei 1600 °C.     

Untersuchungen zur Ermittlung der Oberflächenspannung von Eisen-Kohlenstoff-Schmelzen bei 1550°C

Messungen der Oberflächenspannung von Eisenschmelzen mit 1 bis 5% C sowie 0,0005 bis 0,32% S bei 1550°C nach dem Verfahren des maximalen Blasendrucks. Fehlerabschätzung über die Bedeutung einzelner Meßgrößen im Hinblick auf das Meßergebnis. Aussagen über die Abhängigkeit der Oberflächenspannung vom Kohlenstoff- und Schwefelgehalt. Erörterung des Einflusses von Kohlenstoff auf die Schwefelaktivität. Angabe von Gleichungen zur Berechnung der Oberflächenspannung von kohlenstoff- und schwefelhaltigen Eisenschmelzen.